基于語(yǔ)音和頭部姿態(tài)控制的智能輪椅的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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1、齡毛謂藏少專國(guó)碩±學(xué)位論文胃國(guó)齒基于語(yǔ)音和頭部姿態(tài)控ｆ?。斓模崳娭悄茌喴蔚脑O(shè)汁與實(shí)現(xiàn)作者姓名何東＾學(xué)校導(dǎo)師姓名、職賴張形副教授１？企業(yè)導(dǎo)師姓名、取庶鐘弁研究員＾串請(qǐng)學(xué)位類別工程碩壬西安電子科技大學(xué)學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性（或創(chuàng)新性）聲明秉承學(xué)校嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)和優(yōu)良的科學(xué)道德，本人聲明所呈交的論文是我個(gè)人巧導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研巧工作及取得的研究成果。盡我所知？，除了文中特別加Ｌ：ｉ標(biāo)注和致謝中所羅列的巧容！夕ｈ論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果；也不包含為獲得西

2、安電子科技大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料－－。與我同工作的同事對(duì)本研巧所做的任巧貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。學(xué)位論文若有不實(shí)之處一，本人承擔(dān)切法律黃任。家義＇義切！３’本人簽名：東日期：西安電子科技大學(xué)關(guān)于論文使用授權(quán)的說明目Ｐ本人完全了解西安電子科技大學(xué)有關(guān)保留和使用學(xué)位論文的規(guī)定，；研巧生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識(shí)產(chǎn)權(quán)屬于西安電子科技大學(xué)。學(xué)校有權(quán)保留送交論文的復(fù)印件，允許查閱、借閱論文，；學(xué)?？晒颊撐牡娜炕虿糠智扇菰试S采用影巧。、

3、縮印或其它復(fù)制手段保存論文同時(shí)本人保證，結(jié)合學(xué)位論文研究成果完成的論文、。發(fā)專利等，署名單位西電大明成果為安子科技學(xué)。保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)書年、奇：：本人簽名簽名導(dǎo)師參－広Ｗ貧＾、、：叫：２，１是日日；期期＾學(xué)校代碼10701學(xué)號(hào)1303121913分類號(hào)TP391密級(jí)公開西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文基于語(yǔ)音和頭部姿態(tài)控制的智能輪椅的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)作者姓名：何東領(lǐng)域：計(jì)算機(jī)技術(shù)學(xué)位類別：工程碩士學(xué)校導(dǎo)師姓名、職稱：張彤副教授企業(yè)導(dǎo)師姓名、職稱：鐘升研究員學(xué)院：計(jì)算機(jī)學(xué)院提交日期：

4、2015年11月DesignandImplementationofIntelligentWheelchairBasedonSpeechandHeadPostureControlAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinComputerTechnologyByDongHeSupervisor:TongZhangAssociateProfessorShengZhongResear

5、chFellowNovember2015摘要摘要隨著老齡人口、各種慢性病患者和意外傷害事件的增加，我國(guó)人口面臨的殘疾風(fēng)險(xiǎn)不斷加大，越來越多的人陷入步行能力減弱甚至喪失的困境，給家庭和社會(huì)造成巨大的負(fù)擔(dān)。為了改善和提高行動(dòng)能力欠缺人群的生活質(zhì)量和自由度，智能輪椅越來越受到各界人士的重視與支持。隨著輪椅需求的不斷增大及各生產(chǎn)商與研究機(jī)構(gòu)間的通力合作，智能輪椅正朝著更加人性、更加舒適、更加安全的方向發(fā)展。本文基于語(yǔ)音和頭部姿態(tài)識(shí)別技術(shù)設(shè)計(jì)出一款具有多種操作方式的智能輪椅，采用模糊邏輯控制算法良好地解決了輪椅局部路徑規(guī)劃過程

6、中的自動(dòng)避障問題。本文介紹了智能輪椅系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，將其劃分為五大模塊：測(cè)距模塊、人機(jī)接口模塊、定位模塊、電機(jī)控制模塊和主控模塊，重點(diǎn)介紹了人機(jī)接口模塊和主控模塊。在人機(jī)接口模塊中，詳細(xì)闡述了智能輪椅的語(yǔ)音控制和頭部姿態(tài)控制的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。其中，語(yǔ)音控制模塊是利用Android應(yīng)用軟件對(duì)語(yǔ)音進(jìn)行合成、識(shí)別，并采用藍(lán)牙通信與智能輪椅進(jìn)行交互；頭部姿態(tài)控制模塊是利用三軸加速度傳感器對(duì)頭部運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，通過分析該數(shù)據(jù)的時(shí)域特征，利用閾值法對(duì)頭部姿態(tài)進(jìn)行識(shí)別，并通過藍(lán)牙模塊與智能輪椅進(jìn)行通信。在主控模塊中介紹了智能輪

7、椅環(huán)境感知和自定位的實(shí)現(xiàn)原理，并以此為基礎(chǔ)將模糊邏輯控制算法應(yīng)用于智能輪椅局部路徑規(guī)劃，良好地解決了智能輪椅在較復(fù)雜環(huán)境中的自動(dòng)避障問題。其中，輪椅的環(huán)境感知是通過超聲波測(cè)距模塊將所測(cè)得的距離信息反饋給主控模塊，然后建立起輪椅周圍的環(huán)境信息；智能輪椅主要采用光電編碼器實(shí)現(xiàn)自定位功能，定位模塊通過對(duì)安裝在輪椅兩側(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的編碼器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、分析，并將處理后的數(shù)據(jù)上傳給主控模塊，由主控模塊根據(jù)航跡推算原理得到輪椅各個(gè)時(shí)刻的位姿信息，從而實(shí)現(xiàn)定位功能。目前已對(duì)該智能輪椅的各個(gè)模塊進(jìn)行了相關(guān)測(cè)試，達(dá)到了運(yùn)行可靠的要求。路

8、徑規(guī)劃方法已通過仿真實(shí)驗(yàn)和初步的室內(nèi)環(huán)境試驗(yàn)，驗(yàn)證了其有效性。關(guān)鍵詞：智能輪椅，語(yǔ)音識(shí)別，頭部姿態(tài)識(shí)別，模糊邏輯控制，局部路徑規(guī)劃IABSTRACTABSTRACTWiththeincreasingofthenumberofelderlypeople,patientswithchronicdiseasesandaccidentalinjuryi